Практична робота № 4
Мета роботи: засвоїти методику визначення параметрів мікроклімату, що характеризують метеорологічні умови виробничих приміщень, навчити визначати температуру, вологість та швидкість руху повітря, користуватися нормами мікроклімату для різних виробничих умов.
Завдання:
1. Ознайомитися з будовою, призначенням та експлуатаційними характеристиками (межі вимірювання, ціна поділки, чутливість) термометра, психрометрів, анемометрів та барометра. Занотувати.
2. Виберіть приміщення для дослідження та задайте умови праці (відповідно до галузі).Занести до табл.1
3. Використовуючи міждержавний стандарт системи стандартів безпеки праці (ГОСТ ССБТ) ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», визначити оптимальні та допустимі значення параметрів мікроклімату (температури, відносної вологості, швидкості руху повітряної маси) зазначеного приміщення і занести їх до таблиці 1.
4. Порівняти задані значення з нормованими значеннями відповідних параметрів і зробити висновки про вплив на організм людини метеорологічних умов та характер можливої терморегуляції тіла людини у досліджуваних умовах.
Таблиця 1
| Параметр мікроклімату | Задані значення | Нормоване значення (ГОСТ ССБТ) | |
| оптимальне | допустиме | ||
| 1.Температура повітря, °С | |||
| 2.Барометричний тиск, гПа | |||
| 3. Відносна вологість повітря, % | |||
| 4. Швидкість руху повітряної маси, м/с |
Загальні відомості
Метеорологічні умови виробничого середовища, в якому знаходиться людина в процесі своєї діяльності, суттєво впливають на її тепловий стан, самопочуття і працездатність. Серед основних показників виробничого середовища, що обумовлюють його мікроклімат, визначне місце посідають температура повітря, °С; відносна вологість, %; швидкість руху повітря, м/с; барометричний тиск, мПа; інтенсивність теплового випромінювання, Вт/м2. Оптимальне поєднання метеорологічних умов виробничого середовища прийнято вважати комфортністю. Нормування параметрів мікроклімату здійснюють згідно категорії важкості виконуваної роботи, категорії приміщень та залежно від пори року. Теплообмін між людиною та навколишнім середовищем здійснюється внаслідок конвекції (обтікання тіла людини) gк теплопровідності крізь одяг gв, випромінювання на оточуючі поверхні gв, випаровування вологи потовими залозами gn, дихання gд То ж рівняння теплового балансу матиме наступний вигляд:
Qтн = gк+ gт+ gв+ gп+ gд- (1)
Для нормальної течії фізіологічних процесів в організмі людини теплота, що виділяється організмом, повинна виводитись у оточуюче людину середовище. Якщо, скажімо, теплоізолювати людину, то протягом 1-єї години температура її тіла підвищиться близько на 1,5 С. Теплообмін здорової людини при нормальній температурі тіла становить близько 115 Дж/с.
Значення і співвідношення складових рівняння (1) обумовлене зміною параметрів мікроклімату виробничих приміщень. Так зміна температури середовища викликає зміну тепловіддачі випромінюванням, що визначає ефективність виводу тепла випаровуванням поту. Це негативно впливає на склад крові у зв'язку із зменшенням кількості солі в організмі. При тривалій дії високої температури тепловіддача тіла людини майже припиняється. Організм перегрівається, порушується діяльність нервових центрів і може статися тепловий удар. Навпаки, при роботі в умовах низьких температур відбувається посилена тепловіддача, що може привести до неспроможності організму компенсувати втрати тепла. Це може привести до переохолодження організму і виникнення застудних захворювань, також обмороження кінцівок у зв'язку із порушенням кровообігу через скорочення кровоносних судин.
Швидкість руху повітря змінюється відповідно значенню його температури. То ж для середніх значень температури швидкість руху повітря можна визначати інтерполяцією.
До поняття метеорологічних умов або мікроклімату у навчальних приміщеннях, а також у кабінах автомобілів, тракторів, екскаваторів, комбайнів, кранів та інших машин належать фізичні параметри промислової сфери, які зумовлюють теплову рівнодію організму і середовища, а саме: температура, вологість, швидкість руху повітряної маси.
Зазначені параметри мікроклімату: оптимальні та допустимі значення температур, відносна вологість та швидкість руху повітря у виробничих приміщеннях встановлюється згідно ГОСТ 12.1.005-88 (див. табл.1.) з урахуванням ступеня важкості робіт, що виконуються (табл.2).
Оптимальними (комфортними) вважаються умови праці, при яких має місце найвища працездатність і добре самопочуття людини. Допустимі мікрокліматичні умови передбачають можливість напруженої роботи механізму терморегуляції, що не виходить за межі можливостей організму.
Таблиця 1
Оптимальні та допустимі норми температури, відносної вологості та швидкості руху повітря у робочій зоні виробничих приміщень
| Період року | Категорія робіт | Температура, °С | Відносна вологість, % | Швидкість руху повітря, м/с | |||
| Оптимальна | Допус тима | Опти мальна | Допус тима | Опти мальна | Допус тима | ||
| Холодний і перехідний | Легка -1 а | 22...24 | 21..25 | 40-60 | до 0,1 | до 0,1 | |
| Легка -1 б | 21...23 | 20...24 | 40-60 | до 0,1 | до 0,2 | ||
| Середньої | |||||||
| важкості - 11 а Середньої | 18...20 | 17..23 | 40-60 | до 0,2 | до 0,3 | ||
| важкості - II б | 17...19 | 15.„21 | 40-60 | до 0,2 | до 0,4 | ||
| Важка- III | 16... 18 | 13...19 | 40-60 | до 0,3 | до 0,5 | ||
| Теплий | Легка -1 а | 23...25 | 22..28 | 40-60 | 55 при 28°С | до 0.1 | 0,1...0,2 |
| Легка -1 б Середньої | 22...24 | 21...28 | 40-60 | 60 при 27°С | до 0,2 | 0,1. „0,3 | |
| важкості - II а Середньої | 21...23 | 18...27 | 40-60 | 65 при 26°С | до 0.3 | 0,2.„0,4 | |
| важкості - II б | 20...22 | 16...27 | 40-60 | 70 при 25°С | до 0,3 | 0,2.„0,5 | |
| Тяжка - III | 18..20 | 15...26 | 40-60 | 75 при 24°С | до 0,4 | 0,2...0,6 |
Таблиця 2
Категорія робіт по важкості на підставі загальних енерговитрат організму
| Категорія робіт | Визначення робіт та категорій |
| Легкі фізичні роботи (категорія І) | Види діяльності з витратами енергії не більше 174 Вт. Категорія Іа - енерговитрати до 139 Вт: роботи, що виконуються сидячи і супроводжуються незначною фізичною напругою. Категорія 16 - енерговитрати 140... 174 Вт: роботи, що виконуються сидячи, стоячи, пов'язані з ходінням, але не потребують систематичного фізичного напруження. |
| Середньої важкості фізичні роботи (категорія II) | Види діяльності людини з витратами енергії в межах 175...290 Дот. Категорія Па - енерговитрати 175...232 Вт: роботи, пов'язані з постійним ходінням, переміщенням дрібних (масою до 1 кг) виробів та предметів у положенні стоячи і такі, що вимагають певного фізичного напруження. Категорія ІІб - енерговитрати 233...290 Вт: роботи, пов'язані з ходінням, переміщенням і перенесенням вантажів масою до 10 кг, супроводжуються помірним фізичним напруженням. |
| Важкі фізичні роботи (категорія III) | Види діяльності з витратами енергії більше 290 Вт. До категорії III належать роботи, пов'язані з постійним рухом, переміщенням і перенесенням значних (більше 10 кг) вантажів, що вимагають систематично великих фізичних зусиль. |
Прилади та обладнання
Для дослідження параметрів мікроклімату використовуються наступні прилади: термометри, психрометри, анемометри, барометри.
Температуру повітря у виробничому приміщенні вимірюють звичайними ртутними або спиртовими термометрами, термометрами опору, термопарами, термоанемометрами (рис.1). В залежності від умов приміщення, меж вимірювання температури, точності визначення вибирають певні прилади. Так, скажімо, у приміщеннях, де спостерігаються теплові випромінювання, для визначення температури користуються подвійним термометром, який складається із двох термометрів відповідно із зачерненим та посрібленим резервуарами. У цьому випадку дійсна температура визначатиметься формулою:
(2)
де k- постійна приладу, що наводиться у паспорті або інструкції до приладу.
Для знаходження відносної вологості повітря у межах температур від 0 до 60 °С використовують стаціонарний психрометр, що складається із сухого та вологого термометрів. Резервуар із ртуттю або спиртом вологого термометра обв'язують тонкою тканиною, в кінці якої міститься у відкритій частині мензурки з водою. Випаровування води з поверхні резервуара термометра приводить до поглинання тепла в наслідок чого значення вологого термометра нижчі ніж сухого. На підставі різниці цих показів (сухого та вологого термометрів) за таблицею, розташованій на корпусі психрометра, і знаходять відносну вологість (Рис.2).
Г
Рис.2. Прилади для визначення вологості повітря
(а - психрометр Августа; б – психрометр Ассмана; в – гігрометр; г - гігрометри психрометричні ВИТ-1, ВИТ-2)
Відносну вологість можна визначати за допомогою аспіраційного психрометра, що складається із двох ртутних термометрів, закріплених в металевому кожусі та розміщених у металевих трубках, з'єднаних загальним повітропроводом із вентилятором. Через трубку з постійною швидкістю під дією вентилятора поступає повітря, що досліджується. Завдяки цьому забезпечується постійне значення психрометричного коефіцієнта та виключається вплив теплового випромінювання. Дослідження можна проводити через 4...5 хвилин (взимку через 2...5 хвилин) після запуску вентилятора. Користуючись психрометричною таблицею за значенням температури вологого термометра 
і 
(різниця між температурами сухого і вологого термометрів 
)знаходять відносну вологість ø. При необхідності здійснюють інтерполяцію значень і . Відносну вологість ø можна також визначити за психрометричною формулою:
(3)
де 
– парціальний тиск водяної пари в насиченому стані при температурі вологого і сухого термометра, мм. рт. ст.; 
– дійсний барометричний тиск, мм. рт. ст.; А – психрометричний коефіцієнт, для аспіраційного психрометра дорівнює 0,000677; 
, – температура повітря відповідно сухого та вологого термометрів, oС.
Відносна вологість визначається у відсотках: 
(4)
де 
с - відповідно парціальний тиск водяної пари у повітрі приміщення і парціальний тиск водяної пари при повному насиченні (табл.3).
Для встановлення значення вологості необхідно з'ясувати метод її визначення (метод точки роси, конденсаційний метод, ваговий метод тощо). Відносну вологість повітря можна визначити і за I-d діаграмою, яка міститься на перетині ізотерми температури і кривої, що відповідає 100% вологості. Знайдена точка характеризує стан досліджуваного повітря. Виміряти відносну вологість можна також волосяними або мембранними психрометрами, зокрема, аспіраційними психрометрами.
Таблиця 3
Фізичні параметри повітря
| Температура повітря, С | Парціальний тиск водяної пари у насиченому стані, рнас, ммрт.ст. | Температура повітря, °С | Парціальний тиск водяної пари у насиченому стані, рнас, ммрт.ст. |
| 9,209 | 16,477 | ||
| 9,844 | 17,533 | ||
| 10,518 | 18,650 | ||
| 11,231 | 19,827 | ||
| 11,987 | 21,068 | ||
| 12,788 | 22,377 | ||
| 13,634 | 23,756 | ||
| 14,530 | 25,200 | ||
| 15,477 | 26,739 |
Для вимірювання середньої швидкості руху повітряної маси в межах 1...20 м/с використовують чашковий анемометр МС-13 (Рис.2а), що складається із хрестовини, на кінцях якої знаходяться пусті металеві півкулі. Вісь хрестовини зв'язана з лічильником частоти обертів. Для вимірювання середньої швидкості повітряного потоку в межах 0,1...5,0 м/с використовують крильчастий анемометр АСО-3 (Рис.2б). Вітроприймачем анемометра є крильчатка, що насаджена на вісь лічильника. Вітроприймач анемометра захищений від механічних пошкоджень циліндричним дифузором, що одночасно використовується для обмеження перерізу повітряною потоку. Методику визначення швидкості руху повітря за допомогою анемометра можна представити наступним чином.
Рис.2 Прилади для вимірювання швідкості руху повітря
а – анемометр чашковий МС-13, б- анемометр крильчастий АСО – 3
Перед початком роботи за допомогою аретира відключають передаточний механізм і за трьома шкалами записують початкові покази приладу. Для проведення досліджень анемометр встановлюють назустріч повітряному потоку так, щоб вісь його вітроприймача була розташована вздовж напрямку потоку. Через 10... 15 с одночасно вмикають механізм анемометра і секундомір. Вимірювання повітряного потоку здійснюють, анемометром протягом 1...2 хвилин. Потім механізм анемометра і секундомір вимикають і записують кінцеві покази лічильника та час експозиції у секундах. За різницею кінцевого і початкового показів лічильника та часом експозиції знаходять число поділок, що відповідає одній секунді. Швидкість повітряного потоку знаходять за градуювальним графіком: на вертикальній осі графіка відмічають значення показів шкали лічильника анемометра за секунду, проводять горизонталь з цієї точки до перетину з графіком і визначають точку, проекція якої на горизонтальну вісь відповідає досліджуваній швидкості повітряного потоку.
Атмосферний тиск вимірюють метеорологічними барометрами-анероїдами.
Контрольні питання
1. Які параметри повітря робочої зони визначають метеорологічні умови?
2. З якою метою здійснюють нормування метеорологічних умов?
3. У чому полягає механізм терморегуляції організму людини?
4. Які ознаки оптимальних та допустимих значень параметрів мікроклімату у виробничих приміщеннях?
5. Якими шляхами забезпечуються оптимальні та допустимі значення мікроклімату у виробничих приміщеннях?
6. Якими приладами та як вимірюються параметри мікроклімату?
– температура повітря у приміщенні;
– відносна вологість;
– швидкість руху повітряної маси
– барометричний тиск.
7. За рахунок яких процесів здійснюється вивід тепла із організму людини?
8. Дайте визначення виробничих шкідливостей та їх класифікацію.
9. Охарактеризуйте вплив мікроклімату на людину і визначте засоби захисту від його негативного аспекту.
10. Як впливає промисловий пил на людину та які існують засоби проти його негативного впливу?
11. Охарактеризуйте вплив хімічних речовин на людину й визначте заходи захисту від їх негативного впливу.
12. Який вплив на людину мають шум і вібрація та які існують засоби зниження їх дії?
13. Назвіть заходи захисту від іонізуючих випромінювань.
14. Який вплив справляє на людину електромагнітне випромінювання та які вам відомі заходи проти його негативного впливу?
15. Назвіть небезпечні й шкідливі чинники, які мають місце при роботі з комп’ютером. Дайте рекомендації щодо режиму роботи з ним.
Літературні джерела
1. Гандзюк М. П., Желібо Є. П., Халімовський М. О. Основи охорони праці. – К.: Каравела, 2003. – С.278-284.(с.104-111).
2. Жидецький В.Ц. Основи охорони праці.: Підручник. - 4-те вид.,перероб. і доп. – К.:Знання, 2010. – 375 с. (с.111-116).
3. Купчик М.П., Гандзюк М.П., Степанець І.Ф. та інші. Охорона праці. Лабораторний практикум. Для студентів вищих закладів освіти України. - К.: Основа, 1998.-224с.
4. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 75 с.
5. Гігієнічна класифікація умов праці за показниками шкідливості та небезпечності факторів виробничого середовища, важкості та напруженості трудового процесу. МОЗ України. - К.: 1998. - 34 с.
6. Никитин В.С., Бурашников Ю.М. Охрана труда на предприятиях пищевой промышленности. - М: Агропромиздат, 1991. - 350 с.
7. Сегеда Д.Г., Дашевский В.И. Охрана труда в пищевой промышленности. - М.: Легкая и пищевая промьішленность, 1983. - 344 с.
